多光谱红外成像系统性能的表征方法的研究

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了

2、解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着新技术、新工艺以及新结构的不断应用，多光谱成像技术已成为目前红外成像系统领域的

3、重要发展方向。新技术的引入在改善系统性能的同时，也使影响系统性能的因素发生了明显变化，非常有必要改进传统的系统性能表征方法以适应这种新型红外成像系统的性能表征和评价。本论文主要在以下几方面进行了研究工作：（1）针对三角方向鉴别（TOD）度量方法，以红外成像系统虚拟样机生成的三角形靶标仿真图像为基础，通过设计理论计算与实际测量相结合的实验方法，对人眼正确鉴别概率与视觉阈值信噪比之间的关系进行了研究，获得了一定显示亮度下，针对不同尺寸三角形的人眼正确鉴别概率与视觉阈值信噪比之间的定量对应关系。研究结果不仅可以修正单波段红外成像

4、系统的TOD性能理论模型，而且为多光谱红外成像系统性能模型的建立提供了基础数据。（2）根据多光谱成像系统的工作原理，以人眼视觉可感知信噪比为基础，建立了基于方程的多光谱红外成像系统TOD性能理论模型，给出了基于二维可鉴别阈值与目标角空间频率关系的系统级性能表征方法，研究了不同融合结构和策略对各通道输出信息的关联作用以及对系统性能的影响。利用此模型，提出了一种表征多光谱红外成像系统温差鉴别性能的阈值尺度，探讨了系统空间分辨性能、光谱分辨性能以及温差鉴别性能之间的相互制约关系。对计算结果进行分析获得的结论与文献中通过实验获得的

5、结论一致，验证了模型的合理性。（3）根据多光谱成像系统与单波段成像系统在鉴别现场目标过程中存在的差异，以所建立的系统TOD性能模型为基础，提出了一种预测多光谱红外成像系统作用距离的方法。并通过理论预测与基于仿真图像的测试实验结果进行对比表明了该方法的有效性。（4）就多光谱图像背景杂波量化及其对系统探测性能的影响进行了初步研究。利用所构建的多光谱测试图像和主观目标获取性能实验统计结果，研究了不同杂波量化尺度的波段适用性；探讨了背景杂波与成像系统探测性能的关系，指出了多光谱系统探测性能模型的修正思路，为后续工作提供了条件。关键

6、词：多光谱红外成像系统性能表征三角形方向鉴别阈值作用距离预测背景杂波ABSTRACTABSTRACTWiththeincreasingapplicationofnewtechnologies,processesandstructures,multispectralimagingtechnologyhasbecomeoneofthemostimportantdevelopmenttrendsininfraredimagingfield.Theutilizationofnewtechnologiesleadstonotonly

7、improvementofsystemperformance,butalsothechangeoffactorswhichaffectthesystemperformance.Hence,itisnecessarytoimprovethetraditionalperformancecharacterizationmethodtosatisfytheperformancecharacterizationandevaluationofthenovelinfraredimagingsystem(IRIS).Thispaperma

8、inlyinvolvesresearchinthefollowingseveralaspects:(1)Fortherequirementoftriangleorientationdiscrimination(TOD)measurement,therelationshipbetweencorrectdi